能源供给系统技术方案

本发明专利技术公开了一种能源供给系统。其中，该系统包括：电解电堆，用于利用接收的电能电解水至少产生氢气和氧气；燃料电池电堆，用于使用氢气和氧气反应发电；气体处理装置，连接在电解电堆和燃料电池电堆之间，用于对电解电堆产生的氢气和氧气进行处理并将处理后的氢气和氧气提供给燃料电池电堆；储水装置，储水装置与气体处理装置连接，用于接收存储来自气体处理装置的水分；热交换装置，与电解电堆相连接，用于回收电解电堆在电解水反应过程中释放的热量；供暖回路，用于利用热交换装置回收的热量进行供热。本发明专利技术解决了现有技术中无法对能源供给系统进行综合管理的技术问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及能源领域，具体而言，涉及一种能源供给系统。
技术介绍
能源供给系统用于风能太阳能等新能源并网调峰以及热能-电能联供的大型供能系统中，现在的能源供给系统中，主要采用以下两种结构。结构一：用重整器将富氢燃料转化为氢气提供给燃料电池作为燃料，但是这种方法重整器需要脱硫脱一氧化碳从而造成系统极为复杂昂贵。结构二：采用市电作为能量来源通过电解电堆制氢，以提供燃料电池作为燃料，但该系统集成性较低，可靠性不足；不涉及系统中水的循环利用，系统可持续性不足；不涉及系统能量的综合管理。针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种能源供给系统，以至少解决现有技术中无法对能源供给系统进行综合管理的技术问题。根据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种能源供给系统，包括：电解电堆，用于利用接收的电能电解水至少产生氢气和氧气；燃料电池电堆，用于使用氢气和氧气反应发电；气体处理装置，连接在所述电解电堆和所述燃料电池电堆之间，用于对所述电解电堆产生的氢气和氧气进行处理并将处理后的氢气和氧气提供给所述燃料电池电堆；和/或，连接在所述燃料电池电堆之后，用于对所述燃料电池电堆的尾气进行处理；储水装置，所述储水装置与所述气体处理装置连接，用于接收存储来自所述气体处理装置的水分，和/或，所述储水装置与以下至少之一相连接以向其提供水分：所述电解电堆、所述燃料电池电堆；热交换装置，与所述电解电堆相连接，用于回收所述电解电堆在电解水反应过程中释放的热量，和/或，与所述燃料电池电堆相连接，用于回收所述燃料电池电堆反应释放的热量，和/或，与所述气体处理装置相连接，用于回收所述气体处理装置中的水蒸气冷凝释放的热量；供暖回路，用于利用所述热交换装置回收的热量进行供热。进一步地，所述供暖回路包括：换热流道，位于所述储水装置内部；供水管，所述供水管的第一端与所述换热流道的第二端相连接，所述供水管的第二端与曲折流道的第一端相连接；所述曲折流道，所述曲折流道的第一端与所述供水管的第二端相连接，所述曲折流道的第二端与液体泵的第一端相连接，其中，所述曲折流道位于家用供暖器内部；所述液体泵，所述液体泵的第一端与所述曲折流道的第二端相连接，所述液体泵的第二端与回水管的第一端相连接；所述回水管，所述回水管的第一端与所述液体泵的第二端相连接，所述回水管的第二端与所述换热流道的第一端相连接。进一步地，所述热交换装置包括第一热交换器，所述第一热交换器连接在所述电解电堆和所述气体处理装置之间，用于回收氢气中的水蒸气冷凝释放的热量。进一步地，所述热交换装置包括第二热交换器，所述第二热交换器连接在所述电解电堆和所述气体处理装置之间，用于回收氧气中的水蒸气冷凝释放的热量。进一步地，所述热交换装置包括第三热交换器，所述第三热交换器连接在所述电解电堆和所述储水装置之间，用于回收所述电解电堆反应释放的热量。进一步地，在所述系统处于电解制氢的情况下，流入所述电解电堆的冷水量根据以下因素确定出：所述电解电堆的节电池的节数、所述电解电堆的节电池的工作电压、所述电解电堆的节电池的工作电流、所述电解电堆的节电池的工作温度、流入所述电解电堆的冷水的温度、所述第三热交换器的冷热流之间的最低温差。进一步地，在所述系统处于离线供热模式的情况下，流入所述电解电堆的冷水量根据以下公式确定出：其中，ρw为水的密度，Cw为水的比热容，TEC为所述电解电堆的节电池的工作温度，THE3为所述第三热交换器的冷热流之间最低温差，T0为流入所述电解电堆的冷水的温度，n_cell_EC为所述电解电堆的节电池的节数，VEC为所述电解电堆的节电池的工作电压，IEC为所述电解电堆的节电池的工作电流。进一步地，在所述系统处于在线供暖模式的情况下，流入所述电解电堆的冷水量根据以下公式确定出：其中，ρw为水的密度，Cw为水的比热容，TEC为所述电解电堆的节电池的工作温度，THE3为所述第三热交换器的冷热流之间最低温差，T0为流入所述电解电堆的冷水的温度，n_cell_EC为所述电解电堆的节电池的节数，VEC为所述电解电堆的节电池的工作电压，IEC为所述电解电堆的节电池的工作电流，ηsteamEC为相变热(HE1+HE2)在总热量(HE1+HE2+HE3)中的比例系数，HE1为所述第一热交换器回收的热量，HE2为所述第二热交换器回收的热量，HE3为所述第三热交换器回收的热量。进一步地，所述热交换装置包括第四热交换器，所述第四热交换器连接在所述燃料电池电堆和所述气体处理装置之间，用于回收氧气中的水蒸气冷凝释放的热量。进一步地，所述热交换装置包括第五热交换器，所述第五热交换器连接在所述燃料电池电堆和所述气体处理装置之间，用于回收氢气中的水蒸气冷凝释放的热量。进一步地，所述热交换装置包括第六热交换器，所述第六热交换器连接在所述燃料电池电堆和所述储水装置之间，用于回收所述燃料电池电堆反应释放的热量。进一步地，在所述系统处于燃料电池发电的情况下，流入所述电解电堆的冷水量根据以下因素确定出：所述燃料电池电堆的节电池的节数、所述燃料电池电堆的节电池的工作电压、所述燃料电池电堆的节电池的工作电流、所述燃料电池电堆的节电池的工作温度、流入所述燃料电池电堆的冷水的温度、所述第六热交换器的冷热流之间的最低温差。进一步地，在所述系统处于在离线供热模式的情况下，流入所述燃料电池电堆的冷水量根据以下公式确定出：其中，ρw为水的密度，Cw为水的比热容，TFC为所述燃料电池电堆的节电池的工作温度，THE6为所述第六热交换器的冷热流之间最低温差，T0为流入所述燃料电池电堆的冷水的温度，n_cell_FC为所述燃料电池电堆的节电池的节数，VFC为所述燃料电池电堆的节电池的工作电压，IFC为所述燃料电池电堆的节电池的工作电流。进一步地，在所述系统处于在线供暖模式的情况下，流入所述燃料电池电堆的冷水量根据以下公式确定：其中，ρw为水的密度，Cw为水的比热容，TFC为所述燃料电池电堆的节电池的工作温度，THE6为所述第六热交换器的冷热流之间最低温差，T0为流入所述燃料电池电堆的冷水的温度，n_cell_FC为所述燃料电池电堆的节电池的节数，VFC为所述燃料电池电堆的节电池的工作电压，IFC为所述燃料电池电堆的节电池的工作电流，ηsteamFC为相变热(HE4+HE5)在总热量(HE4+HE5+HE6)中的比例系数，HE4为所述第四热交换器回收的热量，HE5为所述第五热交换器回收的热量，HE6为所述第六热交换器回收的热量。在本专利技术实施例中，模块化设计燃料电池与电解制氢的一体化系统，并将系统中各个发热模块的热量通过多个换热器进行热量回收，同时将系统中各个模块产生的液态水进行回收并用于系统自身用水(如电解用水)，将换热器回收的热量用于供热，实现了对能源供给系统进行综合管理的技术效果，进而解决了现有技术中无法对能源供给系统进行综合管理的技术问题。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1-1是根据本专利技术实施例的一种能源供给系统的示意图；图1-2是根据本专利技术实施例的又一种能源供给系统的示意图；图2是根据本专利技术实施例的又本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能源供给系统，其特征在于，包括：电解电堆，用于利用接收的电能电解水至少产生氢气和氧气；燃料电池电堆，用于使用氢气和氧气反应发电；气体处理装置，连接在所述电解电堆和所述燃料电池电堆之间，用于对所述电解电堆产生的氢气和氧气进行处理并将处理后的氢气和氧气提供给所述燃料电池电堆；和/或，连接在所述燃料电池电堆之后，用于对所述燃料电池电堆的尾气进行处理；储水装置，所述储水装置与所述气体处理装置连接，用于接收存储来自所述气体处理装置的水分，和/或，所述储水装置与以下至少之一相连接以向其提供水分：所述电解电堆、所述燃料电池电堆；热交换装置，与所述电解电堆相连接，用于回收所述电解电堆在电解水反应过程中释放的热量，和/或，与所述燃料电池电堆相连接，用于回收所述燃料电池电堆反应释放的热量，和/或，与所述气体处理装置相连接，用于回收所述气体处理装置中的水蒸气冷凝释放的热量；供暖回路，用于利用所述热交换装置回收的热量进行供热。

【技术特征摘要】
1.一种能源供给系统，其特征在于，包括：电解电堆，用于利用接收的电能电解水至少产生氢气和氧气；燃料电池电堆，用于使用氢气和氧气反应发电；气体处理装置，连接在所述电解电堆和所述燃料电池电堆之间，用于对所述电解电堆产生的氢气和氧气进行处理并将处理后的氢气和氧气提供给所述燃料电池电堆；和/或，连接在所述燃料电池电堆之后，用于对所述燃料电池电堆的尾气进行处理；储水装置，所述储水装置与所述气体处理装置连接，用于接收存储来自所述气体处理装置的水分，和/或，所述储水装置与以下至少之一相连接以向其提供水分：所述电解电堆、所述燃料电池电堆；热交换装置，与所述电解电堆相连接，用于回收所述电解电堆在电解水反应过程中释放的热量，和/或，与所述燃料电池电堆相连接，用于回收所述燃料电池电堆反应释放的热量，和/或，与所述气体处理装置相连接，用于回收所述气体处理装置中的水蒸气冷凝释放的热量；供暖回路，用于利用所述热交换装置回收的热量进行供热。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述供暖回路包括：换热流道，位于所述储水装置内部；供水管，所述供水管的第一端与所述换热流道的第二端相连接，所述供水管的第二端与曲折流道的第一端相连接；所述曲折流道，所述曲折流道的第一端与所述供水管的第二端相连接，所述曲折流道的第二端与液体泵的第一端相连接，其中，所述曲折流道位于家用供暖器内部；所述液体泵，所述液体泵的第一端与所述曲折流道的第二端相连接，所述液体泵的第二端与回水管的第一端相连接；所述回水管，所述回水管的第一端与所述液体泵的第二端相连接，所述回水管的第二端与所述换热流道的第一端相连接。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述热交换装置包括第一热交换器，所述第一热交换器连接在所述电解电堆和所述气体处理装置之间，用于回收氢气中的水蒸气冷凝释放的热量。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述热交换装置包括第二热交换器，所述第二热交换器连接在所述电解电堆和所述气体处理装置之间，用于回收氧气中的水蒸气冷凝释放的热量。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述热交换装置包括第三热交换器，所述第三热交换器连接在所述电解电堆和所述储水装置之间，用于回收所述电解电堆反应释放的热量。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，在所述系统处于电解制氢的情况下，流入所述电解电堆的冷水量根据以下因素确定出：所述电解电堆的节电池的节数、所述电解电堆的节电池的工作电压、所述电解电堆的节电池的工作电流、所述电解电堆的节电池的工作温度、流入所述电解电堆的冷水的温度、所述第三热交换器的冷热流之间的最低温差。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，在所述系统处于离线供热模式的情况下，流入所述电解电堆的冷水量根据以下公式确定出：Qw=n_cell_EC·(VEC-1.44)·IECρw·Cw·(TEC-THE3-T0)(m3/s),]]>其中，ρw为水的密度，Cw为水的比热容，TEC为所述电解电堆的节电池的工作温度，THE3为所述第三热交换器的冷热流之间最低温差，T0为流入所述电解电堆的冷水的温度，n_cell_EC为所述电解电堆的节电池的节数，VEC为所述电解电堆的节电池的工作电压，IEC为所述电解电堆的节电池的工作电流。8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，在所述系统处于在线供暖模式的情况下，流入所述电解电堆的冷水量根据以下公式确定出：Qw=ηsteamEC·n_cell_EC·(VEC-1...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷聪，汤浩，宋彦彬，张占奎，刘煜，吴迪，
申请(专利权)人：中国东方电气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51